PID Sistem Kendali

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK ELEKTRONIKA
Jl. Gegerkalong Hilir, Desa Ciwaruga Bandung, 40012. Kotak Pos 1234.
Telepon (022)2013789, Fax (022) 2013889
Lembar Sampul Dokumen
Judul Dokumen
Dokumen B100: “Sistem Kendali PID Untuk Intensitas Cahaya
Ruang berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor LDR”
Jenis Dokumen B100
Nomor Dokumen B100 – 02
Nomor Revisi 02
Nama File B100 akmal muh. fadil (151311034)REV-2.docx
Tanggal Penerbitan 20 juni 2017
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 5
Data Pengusul
Pengusul Nama
Akmal Muh. Fadil
Jabatan
Ketua
Mahasiswa Elektro / DIII
151311034
Tanggal 20 - 6 - 2017 Tanda Tangan
Lembaga Politeknik Negeri Bandung
Alamat Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234, Telepon
(022) 2013789, Fax. (022) 2013889
Telepon : 022-2013789 Faks : 022-2013889 Email : polban@polban.ac.id

2
Daftar Isi
Daftar Isi ........................................................................................................................... 2
1. Pengantar .................................................................................................................... 3
1.1 Ringkasan Isi Dokumen ..................................................................................... 3
1.2 Tujuan Penulisan ............................................................................................3
2. Pendahuluan................................................................................................................ 4
2.1 Latar Belakang Masalah..................................................................................... 4
2.2 Rumusan Masalah .............................................................................................. 4
2.3 Luaran yang diharapkan..................................................................................4
2.4 Konsep Alat ............................................................................................................ 5

3
Pengantar
1.1 Ringkasan Isi Dokumen
Dokumen B100 ini berisi tentang proposal pengembangan Sistem Kendali
Intensitas Cahaya Menggunakan Sensor LDR yang ditunjukkan sebagai tugas proyek
mandiri 3 mata kuliah. Yaitu, Sistem Kendali Digital (SKD), Elektronika Industri dan
Instrumentasi elektronika. program studi D3 Teknik Elektronika Politeknik Negeri
Bandung. Dokumen ini berisi latar belakang dan konsep Sistem Kendali PID Untuk
Intensitas Cahaya Ruang berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor LDR yangdirencanakan
akan dikembangkan.
1.2 Tujuan Penulisan
Tujuan dari penulisan dokumen ini adalah memberikan penjelasan mengenai
penelitian terhadap SistemKendaliPIDUntuk IntensitasCahayaRuangberbasis Arduino,
MOSFET dan Sensor LDR. Project mandiri ini memenuhi tugas mata kuliah
Elektronika Industri, Sistem Kendali Digital, dan Instrumentasi Elektronika.

4
Pendahuluan
2.1 Latar Belakang Masalah
Pencahayaan sebuah ruangan adalah hal yang paling penting untuk efektifitas kegiatan di dalam
ruangan. Baik untuk perumahan, industri, perkantoran menyesuaikan dengan kondisi ruangan agar lebih
nyaman untuk beraktifitas.
Penerangan pada ruangan biasanya mengabaikan penggunaan energi, meskipun pencahayaan
cukup pencahayaan masih menyala. Untuk mengatasi keadaan ini diperlukan suatu kendali intensitas
cahaya dimanaakan menyesuaikan dengan intensitas cahaya dan kondisi pada ruangantersebut. Maka
salah satu metodenya adalah menggunakan kendali PID menggunakan sensor cahaya.
Sistem kendali intensitas yangdipancarkan oleh lampudengansensorcahayaakanmenyesuaikan
dengan kondisi ruangan. Dengan penambahan kendali PID pada sensor cahaya sehingga dapat
mempercepat respon dari sistem. Untuk merancang kendali intensitas cahaya maka dilakukan
penelitian ini.
2.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang maka didapatkan masalah-masalah sebagai berikut:
 Merancang sistem kendali untuk intensitas cahaya sebuah ruangan.
 Merancang, membuat, dan menguji Sistem Kendali PID Untuk Intensitas Cahaya Ruang
berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor LDR
2.3 Luaran yang diharapkan
Berdasarkan rumusan masalah , maka luaran yang diharapkan dalam penelitian ini
adalah :
 Alat Sistem Kendali PID Untuk Intensitas Cahaya Ruang berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor
LDR(Light Depending Resistor)
 Modul yang sesuai dengan pengontrol menggunakan MOSFET dan Arduino
 Kendali PID berbasis Arduino, MOASFET dan Sensor LDR (Light Depending
Resistor) yang sesuai dengan rancangan sistem.
2.4 Konsep Alat

5
fig.1 Blok Diagram Alat
Dimananilai set (set point) sebagai nilai yang akan menjadi acuan sistem kendali yang biasa
disebut Set Value (SV). Kemudian Kontroller yang akan menjadi sistem kendali yaitu sistem
kendali PID. Kemudian menuju driver MOSFET untuk di konversikan dari blok mikrokontroller
sebelum ke aktuator. Setelah itu Dilanjutkan ke bagian sistem plant dimanaterdapat aktuator berupa
lampu DC dan diukurintensitas cahayanyanya dengan LDR yang difungsikan sebagai feedback atau
umpan balik yang berupa sensor cahaya digital.sinyal digital dari output sensor kemudian akan di
masukkan ke dalam kontroller dan disebut dengan Present Value (PV). Gangguan akan diberikan
kepada aktuator berupa cahaya luar (eksternal)seperticahayamatahari yangmasuk,atau,bisa berupa
penambahan cahaya dan atau pengurangan cahaya dengan lampu. Nilai SV dan PV ditampilkan
di LCD 16 x 2.
Kontroller
(Arduino Uno)
Aktuator
(Lampu DC)
Feedback
(Sensor LDR)
Plant
SV Output
PV
Set Point
(Nilai Set)
Gangguan
MOSFET

6
Telepon (022)2013789, Fax (022) 2013889
Judul Dokumen
Dokumen B200: “Sistem Kendali PID Untuk Intensitas
Cahaya Ruang berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor
LDR”
Jenis Dokumen B200
Nomor Revisi 01
Nama File B200 akmal muh. Fadil(151311034) REV-1.docx
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 14
Data Pengusul
Pengusul Nama
Akmal Muh. Fadil
Jabatan
Ketua
Mahasiswa Elektro /
DIII 151311034
Alamat Jln. Gegerkalong Hilir, Ds. Ciwaruga Bandung 40012, Kotak Pos 1234,
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

1
Daftar Isi
Daftar Isi.......................................................................................................................... 1
Daftar Gambar................................................................................................................ 2
A. Pengantar .................................................................................................................. 3
1.1 Ringkasan Isi Dokumen ................................................................................. 3
1.2 Tujuan Penulisan .........................................................................................3
1.3 Referensi........................................................................................................... 3
1.4 Daftar Singkatan dan Istilah.......................................................................... 4
B. Functional Requirement Specification (FRS)........................................................ 5
2.1 Pendahuluan.................................................................................................... 5
2.2 Gambaran Umum ........................................................................................... 6
2.3 Tujuan............................................................................................................... 7
2.4 Ruang Lingkup.........................................................................................................7
2.5 Analisa Umum................................................................................................. 7
C. Overall Specification (OVS).................................................................................... 9
3.1 Arduino Uno .............................................................................................................9
3.2 Lampu DC........................................................................................................ 9
3.3 Sensor Intensitas Cahaya LDR...........................................................................10
3.4 LCD 16x2 (Liquid Crystal Display) ............................................................ 10
3.5 Catu Daya 12V 3A......................................................................................... 10
3.6 Catu Daya 5V 1A............................................................................................10
3.7 MOSFET ...................................................................................................................10
D. Software Function Specification (SFS) ..............................................................11
4.1 Flowchart........................................................................................................ 11
E. Penutup ..............................................................................................................................13

2
Daftar Gambar
Fig 2.1 Blok Diagram Sistem KendaliIntensitas Cahaya.......................................... 6
Fig 2.2 Blok Diagram Sistem Kendali PID Untuk Intensitas Cahaya
Ruang berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor LDR Flowchart Sistem
Kendali Intensitas Cahaya............................................................................................ 7
Fig 4.1 Flowchart Sistem Kendali Intensitas Cahaya............................................ 11

3
A. Pengantar
Dokumen B200 ini berisi tentang dokumen spesifikasi produk, yang
meliputi spesifikasi sistem dalam mengembangkan Sistem Kendali Intensitas
Cahaya Menggunakan Sensor LDR Light depending Resistor, serta detail
Functional Requirement Spesification (FRS), Overall Spesification (OVS), dan
Software Function Spesification (SWS).
Tujuan dari penulisan dokumen ini adalah memberikan penjelasan mengenai
penelitian terhadap Sistem Kendali PID Untuk Intensitas Cahaya Ruang berbasis
Arduino, MOSFET dan Sensor LDR. Project mandiri ini memenuhi tugas mata
kuliah Elektronika Industri, Sistem Kendali Digital, dan Instrumentasi
Elektronika.
1.3 Referensi
[1] https://www.arduino.cc [ Diakses 30 Maret 2017].
[2] http://www.sandielektronik.com/2016/08/MOSFET.html [ Diakses 30
Maret 2017].
[3] Anonim, "WH1602B-TMI-ET," Winstar Display Co., LTD, Taiwan.
[4] https://www.onsemi.com/pub/Collateral/C106-D.PDF [ Diakses 30
Maret 2017].
[5] Anonim,"Digital 16bit Serial Output Type Ambient LightSensor IC," ROHM
Semiconductor, 2011.
[6] http://www.supermoon.hk/eng/company-news/philips-lighting-
catalogue-2016/ [ Diakses 30 Maret 2017].
[7] www.philips.co.id/c-p/12636CVB1/crystalvision [ Diakses 30 Maret
2017].
[8] http://rtellason.com/transdata/2n4441.pdf [ Diakses 30 Maret 2017].

4
1.4 Daftar Singkatan dan Istilah
FRS Functional Requirement Specification
OVS Overall Specification
SWS Software Function Specification
PID Proportional Integrated Deriative
SV Set Value
PV Present Value

5
B. Functional Requirement Specification (FRS)
2.1 Pendahuluan
Dokumen dasar untuk program perancangan Sistem Kendali
PID Untuk Intensitas Cahaya Ruang berbasis Arduino, MOSFET dan
Sensor LDR adalah dokumen B100 hingga B600.
Definisi Requirement adalah deskripsi sebuah sasaran yang harus
dicapai. Perencanaan sistem mengemas sebagian besar requirement dalam
istilah yang berhubungan dengan fungsi sistem.
FRS (Functional Requirement Specification) merupakan pembahasan
mengenai sasaran yang harus terpenuhi sesuai dengan fungsi dan spesifikasi
yang baik untuk Sistem Kendali PID Untuk Intensitas Cahaya Ruang berbasis
Arduino, MOSFET dan Sensor LDR.

6
2.2 Gambaran Umum
fig 2.1 Blok Diagram Sistem Kendali PID Untuk Intensitas Cahaya
Ruang berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor LDR
Sistem yang akan dikembangkan adalah Sistem Kendali PID Untuk
Intensitas Cahaya Ruang berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor LDR yang
berfungsiuntukmengatur intensitascahaya yangtelahdiberi nilaiawal (set point)
atau Set Value (SV) dan mempertahankan nilai tersebut ketika diberi gangguan
berupa cahaya luar (eksternal) atau berupa keadaan gelap.
Dimana nilai set (set point) sebagai nilai yang akan menjadi acuan
sistem kendali yang biasa disebut Set Value (SV). Kemudian Kontroller
yang akan menjadi sistem kendali yaitu sistem kendali PID. Kemudian
menuju driver MOSFET untuk di konversikan dari blok mikrokontroller
sebelum ke aktuator. Setelah itu Dilanjutkan ke bagian sistem plant dimana
terdapat aktuator berupa lampu DC dan diukur intensitas cahayanyanya
dengan sensor LDR yang difungsikan sebagai feedback atau umpan balik
yang berupa sensor cahaya digital.sinyal digital dari output sensor
kemudian akan di masukkan ke dalam kontroller dan disebut dengan
Present Value (PV). Gangguan akan diberikan kepada aktuator berupa
cahaya luar (eksternal) seperti cahaya matahari yang masuk, atau,bisa
berupa penambahan cahaya dan atau pengurangan cahaya dengan lampu.
Nilai SV dan PV ditampilkan di LCD 16 x 2.

7
2.3 Tujuan
Tujuan yang diharapkan dalam penelitian ini adalah :
 Alat Sistem Kendali PID Untuk Intensitas Cahaya Ruang berbasis
Arduino, MOSFET dan Sensor LDR
 Modul yang sesuai dengan pengontrol menggunakan MOSFET
dan Arduino
 Kendali PID berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor LDR yang
sesuai dengan rancangan sistem.
2.4 Ruang Lingkup
- Nilai awal (set point) atau Set Value (SV) menggunakan
potensiometer
- Sistem kontroller menggunakan Arduino Uno
- Sistem driver berbasis MOSFET
- Sensor intensitas menggunakan sensor LDR
2.5 Analisa Umum
Berdasarkan pemaparan yang telah dijelaskan sebelumnya, berikut
adalah diagram blok sistem yang akan dirancang :
fig 2.2 Blok Diagram Sistem Kendali PID Untuk Intensitas Cahaya
Ruang berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor LDR
Dari diagram blok di atas dapat dijelaskan masing-masing blok adalah
sebagai berikut :
 SV akan di set menggunakan potensiometer yang akan
mempengar uhi keluaran intensitas cahaya

8
 Feedback sensor menggunakan sensor intensitas LDR untuk
mengukur perubahan intensitas dariactuator
 Arduino Uno merupakan operator untuk melakukan sistem kendali
PID dari nilai yang didapat yaitu SV dan PV

9
C. Overall Specification (OVS)
Pada bagian ini akan dibahas mengenai spesifikasi secara keseluruhan
yang dibutuhkan Sistem Kendali PID Untuk Intensitas Cahaya Ruang berbasis
Arduino, MOSFET dan Sensor LDR . Berikut merupakan komponen-komponen
yang akan digunakan :
3.1 Arduino Uno
Spesifikasi :
- Microcontroller : ATmega328P-pu
- Operating Voltage : 5V
- Input Voltage (recommended) : 7-12V
- Input Voltage (limit) : 6-20V
- Digital I/O Pins : 14 (of which 6 provide PWM output)
- PWM Digital I/O Pins 6
- Analog Input Pins 6
- DC Current per I/O Pin : 20 mA
- DC Current for 3.3V Pin : 50 mA
- Flash Memory : 32 KB (ATmega328P)
- SRAM : 2 KB (ATmega328P)
- EEPROM : 1 KB (ATmega328P)
- Clock Speed : 16 MHz
- LED_BUILTIN 13
- Length : 68,6 mm
- Width : 53,4 mm
- Weight : 25 g
3.2 Lampu DC
Spesifikasi:
- Tegangan Kerja : 12V
- Panjang : 3,68cm
- Lebar : 1,50cm

10
3.3 Sensor Intensitas Cahaya LDR
Spesifikasi :
- Tegangan Kerja (Vcc) : 0-5V
- Tegangan Referensi : Vcc V
- Suhu Operasi : -40-85ºC
- Daya : 260mW
3.4 LCD 16x2 (Liquid Crystal Display)
Spesifikasi :
- Jumlah Karakter : 16 Karakter x 2 Baris
- Dimensi : 80 x 36 x 13,5 mm
- View Area : 66 x 16 mm
- Active Area : 56,20 x 11,5 mm
- Ukuran Karakter : 2,95 x 5,55 mm
- Tegangan Kerja : Vss – Vdd V
3.5 Catu Daya 12V 3A
Spesifikasi :
- Tegangan Input : 220Vac
- Tegangan Output : 12Vdc
- Arus Tegangan Output : 1A
3.6 Catu Daya 5V 1A
Spesifikasi :
- Tegangan Input : 100-240V
- Arus input : 0.15A
- Tegangan Output : 5V
- Arus Tegangan Output : 1A
3.7 MOSFET 2N6504D
Spesifikasi :
- Tegangan Input : IRF P460
- Arus RMS : max 0,8A
- Arus Holding : min 5 mA
- Tegangan gate : max 0,8 V
- Arus Trigger gate : max 0.2A

11
D. Software Function Specification (SFS)
4.1 Flowchart
Gambar 4.1 Flowchart Sistem Kendali Intensitas Cahaya
Cara kerja Sistem Kendali Intensitas Cahaya Menggunakan Sensor LDR
Digital Light Sensor adalahketika SV diberikan melaluipotensiometer dijadikan nilai
set (set point) sebagai nilai yang akan menjadi acuan sistem kendali yang biasa
disebut Set Value (SV). Kemudian Kontroller yang akan menjadi sistem kendali
yaitu sistem kendali PID. Kemudian menuju driver MOSFET untuk di konversikan
dari blok mikrokontroller sebelum ke aktuator. Setelah itu Dilanjutkan ke bagian
sistem plant dimana terdapat aktuator berupa lampu DC dan diukur intensitas
cahayanyanya dengan sensor LDR yang difungsikan sebagai feedback atau umpan
balik yang berupa sensor cahaya digital.sinyal digital dari output sensor kemudian
akan di masukkan ke dalam kontroller dan disebut dengan Present Value (PV).
MULAI
SET VALUE
(SV)
ARDUINO UNO
(KONTROLLER)
DRIVER
(MOSFET)
TIDAK
AKTUATOR
(LAMPU DC)
PENUNJUKAN
SENSOR ADANYA
ERROR VALUE?
YA

12
Kemudian dibandingkan nilai PV dan SV, lampu akan memancarkan cahaya
dengan intensitasyangsamaoleh SV dan jika belum Kontroller pada Arduino akan
terlalu berjalan dan pada akhirnya akan PV akan sesuai dengan SV, kemudian
ketika ada gangguanberupa cahayaeksternal atau keadaan gelap, maka kontroller
akan menyesuaikan keadaan Lampu sesuai dengan nilai SV. Gangguan akan
diberikan kepada aktuator berupa cahaya luar (eksternal) seperti cahaya matahari
yang masuk, atau,bisa berupa penambahan cahaya dan atau pengurangan cahaya
dengan lampu. Nilai SV dan PV akan ditampilkan di LCD 16 x 2.
Berikut merupakan software pendukung yang digunakan dalam
proses perancangan:
1. Arduino IDE ver 1.6.11
2. Althium Designer winter 09
3. Proteus ISIS 8 profesional
4. Ms Word 2013
5. Snipping tool.
6. Matlab 2013a

13
E. Penutup
Demikian dokumen B200 mengenai fungsi dan spesifikasi secara umum. Dokumen ini
akan dikembangkan dengan pembahasan yang lebihrincimengenai Sistem Kendali PID Untuk
Intensitas Cahaya Ruang berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor LDR pada dokumen
selanjutnya.

14
Telepon (022)2013789, Fax (022) 2013889
Judul Dokumen
Cahaya Ruang berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor LDR
”Jenis Dokumen B300
Nomor Revisi 01
Nama File B300 akmal muh. fadil (151311034)REV-1.docx.docx
Tanggal Penerbitan 20 Juni 2017
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 10
Data Pengusul
Pengusul Nama
Akmal Muh. Fadil
Jabatan
Ketua
Mahasiswa Elektro /
DIII 151311034
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

1
Daftar Isi
Daftar Isi ..................................................................................................................... 1
Daftar Gambar ............................................................................................................ 2
I. Pengantar .................................................................................................................... 3
1.1 Ringkasan Isi Dokumen .......................................................................................... 3
1.2 Tujuan Penulisan ................................................................................................3
1.3 Referensi ................................................................................................................. 3
1.4 Daftar Singkatan dan Istilah.................................................................................... 3
II. Proposal Pengembangan ............................................................................................. 4
III. Perancangan Sistem Elektronik .................................................................................. 5
3.1 Diagram Blok Sistem .............................................................................................. 5
3.2 Analisis Perancangan Sistem Elektronik.................................................................... 5
3.2.1 Rangkaian Shield Arduino ....................................................................................... 5
IV. Perancangan Perangkat Lunak .....................................................................................................6
4.1 Flowchart ................................................................................................................ 6
V. Perancangan Sistem Kendali....................................................................................... 8

2
Daftar Gambar
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem.................................................................................... 5
Gambar 3.2 Shield Arduino.............................................................................................. 5
Gambar 4.1 Flowchart SistemKendali Intensitas Cahaya................................................ 6
Gambar 5.1 Blok Diagram Sistem Kendali Intensitas Cahaya..................................... 9

3
I. Pengantar
Dokumen B300 ini berisi tentang dokumen spesifikasi produk, yang meliputi
perencanaan sistem dalam mengembangkan Sistem Kendali PID Untuk Intensitas Cahaya
Ruang berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor LDR , serta detail perancangan sistem
elektronik, perancangan perangkat lunak, perancangan sistem kendali, dan perancangan
mekanik
Tujuan dari penulisan dokumen ini adalah memberikan gambaran mengena i
perencanaan sistem secara teknis dari Sistem Kendali PID Untuk Intensitas
Cahaya Ruang berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor LDR yang akan
dirancang dan dikembangkan yaitu perancangan sistem elektronik, perancangan perangkat
lunak, perancangan sistem kendali, dan perancangan mekanik.
1.3 Referensi
[1] Anonim, "Arduino Genuino," Arduino, [Online]. Available:
https://www.arduino.cc/. [Accessed 28 November 2016].
[3] Anonim,"Digital 16bit Serial Output Type Ambient LightSensor IC," ROHM
1.4 Daftar Singkatan dan Istilah
FRS Functional Requirement Specification
OVS Overall Specification
SWS Software Function Specification
PID Proportional Integrated Derivative
SV Set Value
PV Present Value

4
II. Proposal Pengembangan
Pada pengembangan proyek Sistem Kendali PID Untuk Intensitas Cahaya Ruang
berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor LDR inimemberikan perancangan sistem elektronik,
perancangan perangkat lunak, perancangan sistem kendali, dan perancangan mekanik yang
akan menjadi acuan dalam proses pengambangan dan perealisasian proyek sehingga dalam
pengerjaannya bisamenjadi lebihmudahdaan tidak menutup kemungkinan bila disaat proses
pengerjaannya mengalami beberapa perubahan dan modifikasi.

5
III. Perancangan Sistem Elektronik
3.1 Diagram Blok Sistem
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem
Dari blok diagram diatas dapat dilihat bahwa Arduino Uno di inputkan tegangan
5V 1A dari power bank untukmembuat Arduino Uno menjadi Standalone control. Sensor
intensitas cahaya LDR mendapat input tegangan dari Arduino Uno dan pembacaan
sensornya di inputkan ke Arduino Uno. Tegangan 5V dari Arduino diinputkan ke Lampu
DC.
3.2 Analisis Perancangan SistemElektronik
3.2.1 Rangkaian Shield Arduino
Rangkaian Shield Arduino ini akan mempermudah pemasangan untuk
LCD, potensiometer LCD, potensiometer SV dan sensor intensitas cahaya
LDR . Berikut adalah gambar shield untuk Arduino.
Gambar 3.2 Shield Arduino
Power supply
Arduino Uno
Aktuator
(LAMPU DC)
Sensor Intensitas
LDR(LightDepending
Resistor)

6
IV. Perancangan Perangkat Lunak
4.1 Flowchart
Gambar 4.1 Flowchart Sistem Kendali Intensitas Cahaya
KOTROL
MOSFET
SENSOR
LDR

7
Berdasarkan flowchart diagram di atas cara kerja Sistem Kendali PID Untuk
Intensitas Cahaya Ruang berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor LDR adalah terdiri dari 2
buah system control. Yaitu dengan manual , dan kendali PID digital dengan mikro kontroller
arduino uno. Pada kendali PID dengan arduino diberikan Set point (SV) melalui
potensionmeter maka akan menyalakan plant dan di deteksi dengan sensor intensitas cahaya
LDR kemudian di umpan balik ke Arduino Uno, kemudian dibandingkan nilai PV dan SV,
jika nilai intensitas cahaya lampu sudah sesuai dengan set point. lampu DC akan memancarkan
cahaya dengan intensitas yang sama oleh SV dan jika belum Kontroller pada Arduino akan
terlalu berjalan dan pada akhirnya akan PV akan sesuai dengan SV, kemudian ketika ada
gangguan berupa cahaya eksternal, halangan benda atau keadaan gelap, maka
mikrocontroller akan menyesuaikan keadaan lampu dc sesuai dengan nilai SV yang
diberikan.
Berikut merupakan software pendukung yang digunakan dalam proses
perancangan:
1. Compiler : Arduino IDE
2. PCB Designer : Althium Designer, proteus
3. Simulator : Proteus ISIS
4. Dokumentasi : Ms Word, Ms visio
5. Development OS : Windows 10

8
V. Perancangan Sistem Kendali
Berdasarkan pemaparan yang telah dijelaskan sebelumnya, berikut adalah diagram blok
sistem yang akan dirancang :
Gambar 5.1 Blok Diagram Sistem Kendali Intensitas Cahaya
Sistem yang akan dikembangkan adalah Sistem Kendali PID Untuk Intensitas
Cahaya Ruang berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor LDR yang berfungsi untuk
mengatur intensitas cahaya yang telah diberi nilai awal (set point) atau Set Value (SV) dan
mempertahankan nilai tersebut ketika diberi gangguan berupa cahaya luar (eksternal) atau
berupa keadaan gelap.
Dimana nilai set (set point) sebagai nilai yang akan menjadi acuan sistem kendali
yang biasa disebut Set Value (SV). Kemudian Kontroller yang akan menjadi sistem
kendali yaitu sistem kendali PID. Kemudian menuju driver MOSFET untuk di
konversikan dari blok mikrokontroller sebelum ke aktuator. Setelah itu Dilanjutkan ke
bagian sistem plant dimana terdapat aktuator berupa lampu DC dan diukur intensitas
cahayanyanya dengan sensor LDR yang difungsikan sebagai feedback atau umpan balik
yang berupa sensor cahaya digital.sinyal digital dari output sensor kemudian akan di
masukkan ke dalam kontroller dan disebut dengan Present Value (PV). Gangguan akan
diberikan kepada aktuator berupa cahaya luar (eksternal) seperti cahaya matahari yang
masuk, atau,bisa berupa penambahan cahaya dan atau pengurangan cahaya dengan
lampu. Nilai SV dan PV ditampilkan di LCD 16 x 2.
Dari diagram blok di atas dapat diambil penjelasanadalah sebagai berikut :
 SV akan di set menggunakan potensiometer yang akan mempengar uhi keluaran

9
intensitas cahaya
 Feedback sensor menggunakan sensor intensitas LDR untuk mengukur
perubahan intensitas dariactuator
 Arduino Uno merupakan operator untuk melakukan system kendali dari nilai yang
didapat yaitu SV dan PV
Kemudian dari blok diagram diatas dapat ditentukan karakteristik yang akan di rancang
untuk sistem kendali PID sebagai berikut :
 Rise time diharapkan cepat sehingga respon ke actuator akan cepat
 Overshoot diharapkan dibawah 5% sehingga tidak terlalu menyimpa ng dari SV yang
telah di atur
 Steady-stateerror diharapkan sebesar 0% sehingga sesuai dengan nilai SV ketika
steady state

10
Telepon (022)2013789, Fax (022) 2013889
Judul Dokumen
Cahaya Ruang berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor LDR
”
Jenis Dokumen B400
Nomor Revisi 01
Nama File B400 akmal muh. fadil (151311034)REV-1.docx
Tanggal Penerbitan 20 Juni 2017
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 10
Data Pengusul
Pengusul Nama
Akmal Muh. Fadil
Jabatan
Ketua
Mahasiswa Elektro /
DIII 151311034
Telepon (022) 2013789, Fax. (022) 2013889

Daftar Isi
Daftar Isi........................................................................................................................... 1
Daftar Tabel...................................................................................................................... 2
Pengantar .......................................................................................................................... 3
1.1 Ringkasan Isi Dokumen..................................................................................... 3
1.2 Tujuan Penulisan................................................................................................ 3
1.3 Referensi ............................................................................................................ 3
Realisasi Perancangan ...................................................................................................... 4
2.1 Realisasi Perancangan Elektronik...................................................................... 4
2.2 Realisasi Perancangan Perangkat Lunak ........................................................... 5
Pengujian Sub Sistem....................................................................................................... 6
Hasil Pengujian................................................................................................................. 9

Daftar Tabel
Tabel 4.1 Pengukuran pada rangkaian MOSFET............................................................. 7
Tabel 3.1 Tabel Pembacaan Potensiometer...................................................................... 9
Tabel 4.1 Hasil Keseluruhan Sistem .............................................................................. 10

Pengantar
Dokumen B400 ini berisi tentang dokumen proses dan implementasi dalam
mengembangkan Sistem Kendali PID Untuk Intensitas Cahaya Ruang berbasis
Arduino, MOSFET dan Sensor LDR . Deskripsi dan gambaran umum proyek telah
diuraikan pada dokumen B100, spesifikasi telah diuraikan pada dokumen B200, dan
desain telah diurakan pada dokumen B300. Pada dokumen ini akan dijelaskan
implementasi pembuatan produk secara detail.
Tujuan dari penulisan dokumen ini adalah melanjutkan proses perancangan
dan realisasi dari perencanaan sistem secara teknis dari Sistem Kendali PID Untuk
Intensitas Cahaya Ruang berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor LDR yang akan
dirancang dan dikembangkan dalam hal realisasi dan implementasi hardware serta
sistem elektronikanya dalam hal pengembangan dari konsep dan ide pada dokumen
sebelumnya, sehingga proyek ini bisa terelalisasikan
1.3 Referensi
https://www.arduino.cc/ [Accessed 28 November 2016].
[3] Anonim, "Digital 16bit Serial Output Type Ambient Light Sensor IC," ROHM

Realisasi Perancangan Dan Pengujian
Gambar 2.1 Realisasi pengetesan Project

Realisasi Perancangan Elektronik
Gambar 2.2 Skematik rangkaian
2.1 Realisasi Perancangan Perangkat Lunak pada Arduino 1.6.11
Berikut adalah program yang digunakan untuk pengujian secara
keseluruhan dari komponen dan pengujian untuk pembacaan sensor LDR ,
pembacaan setpoint, serta pengaturan intensitas cahaya pada driver MOSFET
dengan lampu dc 12 volt.
#include <LiquidCrystal.h>
const int PIN_RS = 12;
const int PIN_E = 11;
const int PIN_DB4 = 5;
int P;
float e;
float SV;
float PV;
float KP;
LiquidCrystal
lcd(PIN_RS,PIN_E,PIN_DB4,PIN_DB5,PI
N_DB6,PIN_DB7);
void setup()
{ Serial.begin(9600);
lcd.begin(16,2);
lcd.clear();
lcd.print("SV:");
lcd.setCursor(11,0);
lcd.print("LUX");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("PV:");
lcd.setCursor(11,1);
lcd.print("LUX");
KP=1000;
}
void loop()
{
SV=analogRead(0)*0.0049;

PV=analogRead(5)*0.0049*1.6;
lcd.setCursor(4,1);
lcd.print(PV);
lcd.setCursor(4,0);
lcd.print(SV);
e=SV-PV;
P=KP*e;
if(P>255)
{ P=255; }
else if(P<0)
{ P=0;}
else
{ P=P; }
analogWrite(6,P);
Serial.print(SV);
Serial.print(" ");
Serial.println(PV);
}

1
Pengujian Bagian Sistem
3.1 Sasaran Pengujian
Pengujian dilakukan untuk menguji hasil realisasi perancangan yang telah
dibuat sesuai dan memenuhi target yang telah ditentukan. Berikut adalah pengujian
yang akan dilakukan pada:
1. Arduino Uno
2. Potensiometer(Set Value)
3. LCD 16x2 (Display)
4. Driver Lampu (mosfet)
5. Sensor LDR Light Depending Resistor
3.2 Pengujian dan Analisa
3.2.1 Pengujian dan Analisa Sistem Arduino Uno
Pengujian pada arduino adalah untuk mengetahui apakah arduino masih
berjalan dengan baik atau sudah rusak.salah satunya dengan cara:
1. Memberikan catu daya pada Arduino Uno
2. Melakukan pengukuran setiap tegangan pada port PWM
3. Melakukan pengecekan hasil pembacaan setiap analog pin
4. Mencoba program blink.
3.2.2 Pengujian dan Analisa Lampu DC dengan driver MOSFET
Pengujian driver lampu menggunakan mosfet dilakukan dengan memberikan
nilai PWM pada arduino dan di ukur tegangan pada mosfet. Berikut ini tabel
hasil pengukuran dengan tegangan power supply 10 volt
PWM VG (volt) VD (volt) VOUT (volt)
30 1.1 7,98 0.95
100 3,69 5,76 3.07
200 6.54 2,47 5.15
Tabel 3.1 Pengukuran pada rangkaian mosfet

2
Gambar 2.3 Rangkaian Driver MOSFET
Semakin besar nilai PWM yang menjadi output Arduino ke gate pada
MOSFET maka intesitas cahaya yang dihasilkan akan semakin cerah.
3.2.3 Pengujian dan Analisa LCD (display plotter)
Pengujian bagian sistem LCD sebagai plotter data. Pengujian
menunjukkan bahwa LCD dapat menampilkan nilai set point dan present value
sesuai dengan set point yang telah diberikan potensiometer dan present value
sesuai dengan pembacaan sensor LDR .
Gambar 2.4 LCD Display

3
3.2.4 Pengujian dan Analisa Potensiometer untuk Set Point
Gambar 2.5 Set point
Pengujian pada potensiometer diolah sebagai set point untuk aktuator dan
ditampilkan pada LCD. Berikut hasil yang ditunjukkan untuk nilai maksimum dan
minimum menggunakan lampu DC dengan jarak antara sensor dan lampu sekitar 3cm.
Potensiometer Minimum Maksimum
Set Point 0 1023
Sensor LDR 0 2556
Tabel 4.1 Tabel Pembacaan Potensiometer

4
Kesimpulan
Berikut adalah tabel yang menunjukkan hasil dari pengujian seluruh sitem
yang telah di targetkan.
Tabel 5.1 Hasil Keseluruhan Sistem
No Target pengujian Hasil
Pengujian
Keterangan
1
Arduino uno
Baik
2 Driver Lampu (mosfet) Baik
3
Sensor LDR
Baik Range sensor ditentukan dengan
jarak antara sensor dengan lampu,
besar ruangan dan gangguan
cahaya dari luar
4 Potensiometer dapat
memberikan nilai set
point yang sesuai
Baik
5 LCD dapat menampilkan
data dengan sesuai
Baik
Berdasarkan data hasil pengujian. Keseluruhan sistem dikatakan layak
untuk menjadikan project mandiri.

5
POLITEKNIK NEGERI
BANDUNG PROGRAM STUDI D3
TEKNIK ELEKTRONIKA
Jl. Gegerkalong Hilir, Desa Ciwaruga Bandung, 40012.
Kotak Pos 1234.
Telepon (022)2013789, Fax (022) 2013889
Judul Dokumen
Jenis Dokumen B500
Nomor Revisi 00
Nama File B500 akmal muh. fadil (151311034).docx
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 9
Data Pengusul
Pengusul Nama
Akmal Muh. Fadil
Jabatan
Ketua
151311034
(022) 2013789, Fax. (022) 2013889

6
Daftar Isi
Daftar Isi........................................................................................................................... 1
Daftar Gambar.................................................................................................................. 2
Pengantar .......................................................................................................................... 3
1.3 Referensi ............................................................................................................ 3
Desain Sistem Kendali ..................................................................................................... 4
2.1 Kendali P............................................................................................................ 4
2.2 Kendali PI .......................................................................................................... 5
2.3 Kendali PID ....................................................................................................... 5
Hasil Desain Sistem Kendali............................................................................................ 6
3.1 Hasil Kendali P .................................................................................................. 6
3.2 Hasil Kendali PI................................................................................................. 6
3.3 Hasil Kendali PID.............................................................................................. 7

7
Daftar Gambar
Gambar 2.1 Respon .......................................................................................................... 4
Gambar 3.1 Hasil Kendali P............................................................................................. 6
Gambar 3.2 Hasil Kendali PI............................................................................................ 6
Gambar 3.3 Hasil Kendali PID......................................................................................... 7

8
Pengantar
Dokumen B500 ini berisi tentang dokumen proses desain Sistem Kendali PID
Untuk Intensitas Cahaya Ruang berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor LDR.
Deskripsi dan gambaran umum proyek telah diuraikan pada dokumen B100,
spesifikasi telah diuraikan pada dokumen B200, desain telah diurakan pada dokumen
B300 dan pengujian telah dilakukan di dokumen B400. Pada dokumen ini akan
dijelaskan desain kendali PID yang akan diimplementasikan pada Sistem Kendali PID
Untuk Intensitas Cahaya Ruang berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor LDR.
sebelumnya, sehingga proyek ini bisa terelalisasikan
1.3 Referensi

9
Desain Sistem Kendali
Desain sistem kendali yang akan digunakan adalah menggunakan metode Ziegler
Nichols 1. Metode ini digunakan untuk menentukkan nilai dari parameter PID dimana
dengan cara mencari terlebih dahulu nilai T dan L yang didapat dari step respon pada
sistem open loop, yang dikarenakan kendali intensitas cahaya maka dengan keadaan open
loop dan diberikan penguatan 1 kali. Berikut hasil dari step respon.
Gambar 2.1 Respon
Dari Gambar diatas didapat transisi kenaikan dari respon sehingga dibuat garis
horisontal pada bagians steady state respon, kemudian diberikan 2 buah garis vertikal
untuk menunjukkan sumbu yang terpotong pada kordinat x sehingga didapat nilai T dan
L yaitu.
Titik1= 13.41*(5.27/34.68)= 2.037794 detik
Titik2= 14.51*(5.27/34.68)= 2.150245 detik
Titik3= 14.74*(5.27/34.68)= 2.239902 detik
L = titik 2- titik1 = 0.112451 detik
T = titik3 – titik2 = 0.089657 detik
Jadi nilai yang didapat yaitu L = 0.112451 detik dan T = 0.089657 detik.
Kemudian dari nilai L dan T dapat dicari parameter kendali PID, yaitu Kp, Ki,
dan Kd. Nilai-nilai tersebut yang akan digunakan. Berikut hasil perhitungan kendali P,
kendali PI, dan kendali PID.

1
0
Tabel 2.1 Perhitungan Parameter
2.1 Kendali P
Berikut perhitungan untuk Kendali P yaitu mencari nilai Kp
Kp = T/L
= 0.797297297
2.2 Kendali PI
Berikut perhitungan untuk Kendali PI yaitu mencari nilai Kp dan Ti.
𝑇
𝐾𝑝 = 0,9×
𝐿
=
𝑇𝑖 =
𝐿
=
0,3
𝐾𝑖 =
𝐾𝑝
=
𝑇𝑖
2.3 Kendali PID
Berikut perhitungan untuk Kendali PID yaitu mencari nilai Kp, Ti dan Td.
𝑇
𝐾𝑝 = 1,2×
𝐿
=
𝑇𝑖 = 2×𝐿 = 0.224902
0.717567568
0.274837
1.914348
0.145389507

1
1
𝐾𝑖 =
𝐾𝑝
=
𝑇𝑖
𝑇𝑑 = 0,5×𝐿 = 0.056225
𝐾𝑑 = 𝐾𝑝×𝑇𝑑 = 0.053794
0.98236

1
2
Hasil Desain Sistem Kendali
3.1 Hasil Kendali P
3.2
Gambar 3.1 Hasil Kendali P
3.3 Hasil Kendali PI
Gambar 3.2 Hasil Kendali PI

1
3.4 Hasil Kendali PID
Gambar 3.3 Hasil Kendali PID
Gambar diatas merupakan hasil dari disain kendali P, PI dan PID dimana garis
biru merupakan set point yang diberikan oleh potensiometer dan garis oranye merupakan
present value yang dibaca oleh sensor. Dari kendali PID diatas, kendali yang sesuai
adalah kendali PIkarena respon lebihsesuai dan paling cepat meskipunperlusedikitlagituning
untukmendapatkanhasil yanglebihbaikterutamamengurangi overshotnya.

2
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG PROGRAM STUDI
D3 TEKNIK ELEKTRONIKA
Jl. Gegerkalong Hilir, Desa Ciwaruga Bandung, 40012
Kotak Pos 1234.
Telepon (022)2013789, Fax (022) 2013889
Judul Dokumen
Jenis Dokumen B600
Nomor Revisi 00
Nama File B600 akmal muh. fadil (151311034).docx
Unit Penerbit
Jumlah Halaman 9
Data Pengusul
Pengusul Nama
Akmal Muh. Fadil
Jabatan
Ketua
151311034
(022) 2013789, Fax. (022) 2013889

3
Daftar Isi
Daftar Isi........................................................................................................................... 1
Daftar Gambar.................................................................................................................. 2
Pengantar .......................................................................................................................... 3
1.3 Referensi ............................................................................................................ 3
Tuning Desain Sistem Kendali......................................................................................... 4
Hasil Desain Sistem Kendali dengan Berbagai Tipe........................................................ 6
3.1 Hasil Sistem Kendali Tipe A ............................................................................. 6
3.2 Hasil Sistem Kendali Tipe B.............................................................................. 7
3.3 Hasil Sistem Kendali Tipe C.............................................................................. 7
3.4 Hasil Sistem Kendali Tipe F.............................................................................. 8
3.5 Hasil Sistem Kendali Tipe ISA.......................................................................... 8

4
Daftar Gambar
Gambar 2.1 Respon Kendali PI........................................................................................ 4
Gambar 3.1 Hasil Sistem Kendali Tipe A ........................................................................ 6
Gambar 3.2 Hasil Sistem Kendali Tipe B ........................................................................ 7
Gambar 3.3 Hasil Sistem Kendali Tipe C ........................................................................ 7
Gambar 3.4 Hasil Sistem Kendali Tipe F......................................................................... 8
Gambar 3.5 Hasil Sistem Kendali Tipe ISA..................................................................... 8

5
Pengantar
Dokumen B600 ini berisi tentang dokumen proses desain kendali PID dalam
mengembangkan Sistem Kendali PID Untuk Intensitas Cahaya Ruang berbasis
Arduino, MOSFET dan Sensor LDR. Deskripsi dan gambaran umum proyek telah
diuraikan pada dokumen B100, spesifikasi telah diuraikan pada dokumen B200,
desain telah diurakan pada dokumen B300 dan pengujian telah dilakukan di dokumen
B400 serta desain kendali telah dilakukan di dokumen B500. Pada dokumen ini akan
dijelaskan hasil tuning desain kendali PID yang telah diimplementasikan pada Sistem
Kendali PID Untuk Intensitas Cahaya Ruang berbasis Arduino, MOSFET dan Sensor
LDR dan kemudian di bandingkan mana kendali yang paling bagus diantara beberapa
bentuk kendali yaitu tipe A, B, C, F, dan ISA.
sebelumnya, sehingga proyek ini bisa terealisasikan
1.3 Referensi

6
Tuning Desain Sistem Kendali
Dari sebelumnya didapatkan hasil desain kendali yang paling bagus dari dokumenB500 adalah
kendali PI dimana dengan nilai Kp sebesar 0.717567568 dan Ti sebesar 0.274837 sehingga yang
hasil dari kendali tersebut seperti pada Gambar 2.1
Gambar 2.1 Respon Kendali PI
Dengan nilai Kp dan Ti diatas dilakukan tuning sehingga nilai overshoot dapat
dikurangi. Hasilnya didapat nilai P sebesar 0.517567568 dan Ti sebesar 1 sehingga
dihasilkan respon seperti Gambar 2.2 berikut.

7
Gambar 2.2 Respon Tuning Kendali PI
Didapatkan hasil tuning yang baik dari sebelumnya dengan risetime, overshoot
dan error steady state yang baik untuk sistem kendali.

8
Hasil Desain Sistem Kendali dengan Berbagai Tipe
3.1 Hasil Sistem Kendali Tipe A
Gambar 3.1 Hasil Sistem Kendali Tipe A

9
3.2 Hasil Sistem Kendali Tipe B
Gambar 3.2 Hasil Sistem Kendali Tipe B
3.3 Hasil Sistem Kendali Tipe C
Gambar 3.3 Hasil Sistem Kendali Tipe C

1
0
3.4 Hasil Sistem Kendali Tipe F
Gambar 3.4 Hasil Sistem Kendali Tipe F
3.5 Hasil Sistem Kendali Tipe ISA
Gambar 3.5 Hasil Sistem Kendali Tipe ISA

PID Sistem Kendali

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to PID Sistem Kendali

Similar to PID Sistem Kendali (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (6)

PID Sistem Kendali